功能
1945年G.W.比德尔通过对脉孢菌的研究,提出了一个基因一种酶假设,认为基因的原初功能都是决定蛋白质的一级结构(即编码组成肽链的氨基酸序列) 。
这一假设在50年代得到充分的验证 。
类别
60年代初F.雅各布和J.莫诺发现了调节基因 。把基因区分为结构基因和调节基因是着眼于这些基因所编码的蛋白质的作用:凡是编码酶蛋白、血红蛋白、胶原蛋白或晶体蛋白等蛋白质的基因都称为结构基因;凡是编码阻遏或激活结构基因转录的蛋白质的基因都称为调节基因 。但是从基因的原初功能这一角度来看,它们都是编码蛋白质 。
根据原初功能(即基因的产物)基因可分为:①编码蛋白质的基因 。包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码作用于结构基因的阻遏蛋白或激活蛋白的调节基因 。②没有翻译产物的基因 。转录成为RNA以后不再翻译成为蛋白质的转移核糖核酸(tRNA)基因和核糖体核酸(rRNA)基因:③不转录的DNA区段 。如启动区、操纵基因等等 。前者是转录时RNA多聚酶开始和DNA结合的部位;后者是阻遏蛋白或激活蛋白和DNA结合的部位 。
已经发现在果蝇中有影响发育过程的各种时空关系的突变型,控制时空关系的基因有时序基因 、格局基因 、选择基因等(见发生遗传学) 。
一个生物体内的各个基因的作用时间常不相同,有一部分基因在复制前转录,称为早期基因;有一部分基因在复制后转录,称为晚期基因 。
一个基因发生突变而使几种看来没有关系的性状同时改变,这个基因就称为多效基因 。
数目 不同生物的基因数目有很大差异,已经确知RNA噬菌体MS2只有3个基因,而哺乳动物的每一细胞中至少有100万个基因 。但其中极大部分为重复序列,而非重复的序列中,编码肽链的基因估计不超过10万个 。除了单纯的重复基因外,还有一些结构和功能都相似的为数众多的基因,它们往往紧密连锁,构成所谓基因复合体或叫做基因家族 。
相互作用
生物的一切表型都是蛋白质活性的表现 。换句话说,生物的各种性状几乎都是基因相互作用的结果 。所谓相互作用,一般都是代谢产物的相互作用,只有少数情况涉及基因直接产物,即蛋白质之间的相互作用 。
非等位基因的相互作用 依据非等位基因相互作用的性质可以将它们归纳为:
①互补基因 。若干非等位基因只有同时存在时才出现某一性状,其中任何一个发生突变时都会导致同一突变型性状,这些基因称为互补基因 。
②异位显性基因 。影响同一性状的两个非等位基因在一起时,得以表现性状的基因称为异位显性基因或称上位基因 。
③累加基因 。对于同一性状的表型来讲,几个非等位基因中的每一个都只有部分的影响,这样的几个基因称为累加基因或多基因 。在累加基因中每一个基因只有较小的一部分表型效应,所以又称为微效基因 。相对于微效基因来讲,由单个基因决定某一性状的基因称为主效基因 。
④修饰基因 。本身具有或者没有任何表型效应,可是和另一突变基因同时存在便会影响另一基因的表现程度的基因 。如果本身具有同一表型效应则和累加基因没有区别 。
⑤抑制基因 。
一个基因发生突变后使另一突变基因的表型效应消失而恢复野生型表型,称前一基因为后一基因的抑制基因 。如果前一基因本身具有表型效应则抑制基因和异位显性基因没有区别 。
⑥调节基因 。
一个基因如果对另一个或几个基因具有阻遏作用或激活作用则称该基因为调节基因 。调节基因通过对被调节的结构基因转录的控制而发挥作用 。具有阻遏作用的调节基因不同于抑制基因,因为抑制基因作用于突变基因而且本身就是突变基因,调节基因则作用于野生型基因而且本身也是野生型基因 。
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